富水软弱围岩隧道全断面帷幕注浆变形机理及控制研究

【目的】为进一步揭示富水软弱围岩隧道全断面帷幕注浆浆液扩散规律以及地层加固、防渗止水原理。【方法】以莞惠城际GZH-4标暗挖隧道穿越人工湖底全风化岩层为工程背景,通过现场取样及数值计算分析,对全断面帷幕注浆隧道的掌子面变形、岩层取芯率、地层水平收敛及地表沉降等进行探讨,深入分析隧道帷幕注浆浆液扩散规律及地层加固、防渗止水原理。【结果】结果表明：注浆浆脉构成的浆脉骨架可与周围岩体相黏接形成结石体,能有效提高岩体强度及地层抗渗透性能;高压注浆导致掌子面易于鼓胀或开裂,精准控制注浆初始条件和超前预测,可有效避免这一现象的发生;隧道的全断面帷幕注浆可增强岩体自承载能力,能有效抑制隧道的水平净空收敛变形;全断面帷幕注浆对富水软弱地层隧道开挖时的地表沉降有很好的抑制作用。【结论】研究成果揭示了富水软弱围岩隧道全断面帷幕注浆的变形机理,并提出了相应的控制方法,可为类似地质环境下岩体注浆提供理论支撑与技术指导。     

地质雷达在通车隧道围岩探测中的应用

以昆禄二级公路大普吉隧道为工程背景,针对该通车隧道,给出地质雷达在无损检测应用中的工作方法,主要介绍了地质雷达探测的工作原理,包括测线布置、采集参数设定、现场检测和后期资料处理解释。因该隧道通车出现病害,通车前未使用地质雷达探测,而地质雷达具有方便、成本低、精度高的特点,所以通车后选择运用21-002188便携式探地雷达对该隧道围岩进行扫描分析探测。通过雷达测线剖面了解隧道围岩的含水分布、富水区和围岩松散与破碎等不良地质病害隐患,并通过几幅典型雷达图像分析了不同异常情况在雷达图像上的反映。为解决大普吉隧道安全隐患提供及时准确的数据资料。     

溶腔与隧道拱顶间预留岩塞厚度的计算方法

针对隧道拱顶遭遇充填溶腔时的岩塞安全厚度问题,基于极限分析原理构建合理的破坏模式,推导出优化过程,并用该方法得到Ⅰ~Ⅴ级围岩条件下对应的岩塞安全厚度.研究结果表明,随着围岩质量的逐级降低,岩塞安全厚度逐渐增大.此外,将该方法应用至“宜万铁路”大支坪隧道,良好的数值结果验证了方法的正确性.     

巷道底鼓力学机理的探讨

底鼓一直是煤矿巷道支护中难以解决的问题,只有正确认识底鼓的机理,采取有效的防治措施,才能做到有的放矢,解决底鼓问题。本文首先分析了巷道底鼓的类型和产生机理,其次分析了影响巷道底鼓的因素,最后介绍了我国煤矿常用的巷道底鼓防治措施。     

动态原位监测技术在顺层岩体隧道的应用—以六汉隧道为工程实例

为明确六汉隧道浅埋顺层岩体开挖后围岩应力变化规律及特征。基于FLAC_^3D数值模拟分析顺层围岩隧道变形特性,对岩层节理面处偏压应力及二衬结构变形特征进行了施工期动态原位监测。结果表明：浅埋顺层岩体地形隧道开挖致使岩层节理面两侧局部应力不均衡,出现较大偏压应力和剪切应力;基于近9个月的监测点数据显示开挖20~30 m与80~90 m后,隧道初支与围岩接触应力变化明显,前者应力变化速率达到峰值,而后者开始趋于稳定;二衬混凝土结构应变随时间变化的响应规律表明初支结构承受围岩变形大部分有效荷载,二衬分担围岩变形传递的局部不均衡应力。其现场监测结果为今后该类型隧道设计与支护荷载的计算奠定了理论基础。     

综放工作面围岩活动规律数值模拟

针对综放工作面矿压显现有其自身的特点的问题,通过结合王坪煤矿东Ⅰ5802综放工作面的地质条件,采用数值模拟的方法,对该工作面围岩应力与位移的分布进行研究,得出工作面前方煤体在支承压力的影响下产生了垂直位移与水平位移,随着深入煤体深部,其位移都在减小。支架上未放出的煤体其垂直位移与水平位移较大。顶煤的水平位移可能造成支架的倾倒于下滑,实际开采过程中应采取必要的治理措施。该结果为实现高效回采与有效支护提供了基础。     

水平井各向异性地层双感应测井响应数值模拟

地层电阻率是影响油气评价的重要参数,水平井中常利用感应测井确定地层电阻率,由于水平井与直井测量环境有较大差异,响应方式势必与直井不同。基于三维数值模式匹配法模拟了水平井各向异性地层双感应的测井响应,分析了地层各向异性系数、围岩层厚、地层界面距离、泥浆侵入、不同地层对比度以及围岩和各向异性对各双感应测井响应的影响。模拟结果表明:目的层高阻时,水平井中双感应受围岩影响较大,低阻时受围岩影响较小;当目的层较薄时,围岩影响要大于各向异性影响;水平井中双感应幅度差主要受围岩影响,各向异性较小时,其幅度差可忽略。     

流变损伤模型及其应用

从损伤角度研究岩石在拉压作用下变形破坏的非线性流变特征,基于对岩石损伤变形的分析,建立流变损伤本构方程,并通过拉伸模拟计算及围岩损伤计算分析验证,应用损伤模型。     

随钻电阻率测井的围岩影响及校正方法研究

随钻电阻率在随钻测井中占有重要的地位。随钻电阻率受井眼(井径,泥浆)、围岩(高阻或低阻邻层)等环境因素的影响,其测井值常不同于实际地层的电阻率值。对随钻测井曲线进行环境影响校正主要使用图版法。校正图版是根据理论计算或实验结果做出的,不适合于逐点对所有井段的地层进行较全面的环境影响校正。以Schlumberger、Haliburton和Bakerhuges三大公司随钻电阻率测井的围岩影响校正图版,研究了围岩电阻率、地层厚度和倾角与随钻电阻率测井值的关系,对图版采样读值,并采用神经网络法进行最优拟合得到校正公式,编制程序来实现随钻电阻率测井的围岩影响自动校正。应用表明,用这种自动校正法处理得到的结果合理,校正效果明显。     

围岩质量对特大型地下厂房洞室群围岩稳定性的影响

以溪洛渡地下厂房洞室群为例,在地下洞室围岩分类的基础上,运用FLAC3D V2.0,通过三维仿真计算,分析了不同固岩质量对洞室群应力场、变形场和破坏区产生的差异性影响,进而阐明了不同围岩质量类型对洞室群围岩稳定性的影响作用.